بیماری ژنتیکی

ژن ها و وراثت

ژن هایی که شما از والدین خود به ارث می برید به طرق مختلفی خود را نمایان می سازد، اما، شاید مشهودترین آنها ویژگی های جسمانی شما، مانند شکل گوش ها، رنگ چشم ها و قد و قواره شما باشد. ژن ها می توانند بر برخی از خصیصه های ذهنی و شخصیتی مثل استعداد در زمینه موسیقی یا مدیریت و سازمان دهی هم تأثیر بگذارند.ژن ها ممکن است غالب یا مغلوب باشند. در یک جفت ژن، اثرات ژن غالب بر ژن مغلوب پیشی می گیرد. مثلاً، اگر شما ژن چشمان قهوه ای را که غالب است، از مادر به ارث ببرید و ژن چشمان آبی را که مغلوب است از پدر به ارث ببرید، رنگ چشمان شما قهوه ای خواهد شد، زیرا در اینجا ژن غالب و بر ژن مغلوب پیشی گرفته است. به این پدیده وراثت اتوزومی غالب گفته می شود.به شکلی کاملاً منطقی، چنانچه دو ژن غالب رنگ قهوه ای چشم را به ارث ببرید، باز هم رنگ چشمان شما قهوه ای خواهد شد از سوی دیگر، اگر دو ژن مغلوب رنگ آبی چشم را به ارث ببرید رنگ چشمان شما آبی خواهد شد، که به این پدیده وراثت اتوزومی مغلوب گفته می شود. در کل، برای اینکه یک ژن مغلوب فرصت بروز پیدا کند باید با یک ژن مغلوب مشابه جفت شود.گوناگونی های ژنی (پلی مورفیسم یا چند ریخت گرایی) به شکل طبیعی رخ می دهند و می توانند بر نحوه بروز ژن ها تأثیر بگذارند. در موارد نادر، ممکن است یک جفت ژن به تنهایی، کنترل یک خصیصه را بر عهده بگیرد. در اکثر مواقع، خصیصه های فردی، توسط گروهی از ژن های مختلف اداره می شوند.شکل ۲-۱۸: سندرم داون زمانی اتفاق می افتد که یکی از سلول های تناسلی والدین که هنگام لقاح با هم ترکیب می شوند، حاوی یک کروموزوم اضافی در کنار جفت ۲۱ باشد. افراد مبتلا به سندرم داون به جای دو نسخه، معمولاً سه نسخه از کروموزوم ۲۱ دارند (سه گانگی ۲۱). 

اختلالات ژنتیکی

آگاهی و درک نحوه عملکرد طبیعی دی- ان- ای می تواند به شما در درک نحوه انحراف اطلاعاتی ژنتیکی از مسیر طبیعی کمک کند. موضوع ژنتیک و بیماری های ژنتیکی اغلب در اخبار مطرح می شوند و تأکید بیشتر این گزارش ها بر نحوه ارتباط یک بیماری خاص با آرایش ژنتیکی سلول های شماست. و کاملاً قابل درک است که چرا برخی از رایج ترین پرسش های مردم از پزشکان، امروزه در این رابطه است که آیا ممکن است فلان بیماری ارثی باشد یا خیر.ناهنجاری های ژنتیکی می توانند باعث چنان اختلالی (جهش) در دی- ان- ای شما شوند که قادر به تغییر عملکرد یک پروتئین خاص باشد. این اختلال می تواند یک کروموزوم کامل یا یک ژن منفرد یا جفت را درگیر کند. 

ناهنجاری های کروموزومی

ناهنجاری های کروموزومی، معمولاً شامل یک کروموزوم اضافی، غایب و ناقص می باشند. سندرم داون نمونه ای از این ناهنجاری هاست که ناشی از وجود مقادیر اضافی کروموزوم ۲۱ است – اکثراً یک نسخه کامل از کروموزوم ۲۱ (سه گانگی ۲۱) مشاهده می شود. اختلالات کروموزومی مثل تری زومی یا سه گانگی ۲۱ می توانند منجر به عقب ماندگی ذهنی و سایر نقایص مادرزادی شوند. 

ناهنجاری های ژنی

بیماری ها، گاهی ممکن است در پی ناهنجاری هایی در یک زن منفرد یا جفت ایجاد شوند، که به این حالت اصطلاحاً جهش ژنی گفته می شود. مثال رایجی از اختلال ژنی بیماری فیبروز کیستی است. حدود ۳۰۰۰۰ نفر در ایالات متحده به این ناهنجاری مبتلا هستند. فیبروز کیستی ناشی از ناهنجاری هایی در ژن معروف به ناظم عرض غشاء[۱]  می باشد. این عارضه یک اختلال مغلوب است، بنابراین فرد مبتلا باید دو نسخه از این ژن داشته باشد.وقتی برخی از بیماری ها، موسوم به امراض چند عاملی، احتمالاً نیاز به وجود یک یا چند جهش ژنتیکی و عوامل محیطی خاص دارد. دانشمندان دریافتند که برخی از افراد مبتلا به سرطان هم دارای زمینه ژنتیکی و هم سابقه مواجهه با سموم محیطی هستند. 

ژن ها و بیماری آلزایمر

بیماری آلزایمر نوعی اضمحلال یا زوال پیش روندۀ مغز است که میلیون ها آمریکایی از آن رنج می برند. علت دقیق آن هنوز در پرده ای از ابهام است. امّا محققان محل چهار ژن ویژه مرتبط با این بیماری را مشخص کرده اند و گمان می کنند تعداد ژن های درگیر، بیش از این باشد. یکی از نتایج جالب توجه تحقیقات ژنتیکی بر روی آلزایمر آن است که این بیماری را گاهی به عنوان یک اختلال تک ژنی و گاهی به عنوان یک بیماری چند عاملی طبقه بندی می کنند. 

اختلال تک ژنی

برخی از اشکال بیماری آلزایمر، موسوم به بیماری آلزایمر خانوادگی (اف- اِی- دی یا فاد)، FAD ظاهراً ارثی هستند. سایر اشکال آن به صورت تک و توک اتفاق افتاده و الگوی وراثتی مشخصی ندارند. بیماری آلزایمر خانوادگی، که عموماً قبل از ۶۵ سالگی شروع می شود، کمتر از ۵ درصد کل موارد آلزایمر را تشکیل می دهد. دانشمندان جهش هایی را در سه ژن، که به طور مشخص با اشکال مختلف اِف- اِی- دی در ارتباط هستند، شناسایی کرده اند. هر سه جهش ژنی، دارای الگوی اتوزوم غالب هستند. این یعنی در صورتی که یکی از والدین دارای این جهش باشد، احتمال به ارث رسیدن آن به هر یک از بچه ها، ۵۰ درصد است. 

بیماری چند عاملی

از آنجایی که اکثر افراد مبتلا به بیماری آلزایمر سابقه خانوادگی از این بیماری نداشته و فاقد هر گونه جهش ژنتیکی مرتبط با اف- ای- دی (بیماری آلزایمر خانوادگی)  می باشند، محققان به جستجو و شناسایی سایر عواملی که ممکن است به نوعی با این بیماری در ارتبط باشند یا خطر ابتلا به آن را افزایش دهند. دانشمندان معتقدند که عوامل متعددی در آلزایمر تک و توک (اسپورادیک) سهیم هستند، از جمله: سن و مواجهات محیطی (مثلاً دود سیگار).سرطان پستان یکی از شاخه شده ترین نمونه هاست. نقایصی در یکی از چند ژن مسئول، به خصوص BRCA1 یا BRCA2 شما را در معرض خطر ابتلا به سرطان پستان قرار می دهد. این زن ها، معمولاً، با تولید پروتئین هایی که مانع از رشد بی رویه سلول ها می شوند، به پیشگیری از سرطان کمک می کنند. چنانچه این ژن ها دچار جهش شوند، دیگر مثل قبل از جلوگیری از رشد ناخواستۀ سلولی مؤثر نخواهند بود.از جنبۀ محیطی، عواملی مثل اضافه وزن بدن و مواجهۀ دراز مدت با استروژن می توانند خطر ابتلا به سرطان سینه را در شما افزایش دهند. به همین ترتیب، ترکیبی از نقص ژنتیکی و استعمال دخانیات می توانند خطر ابتلا به این بیماری را در شما افزایش دهند. 

ژن ها به چند طریق دچار جهش می شوند:

• جایگزینی. هنگامی که دی- اِن- اِی نسخه برداری می شود، ممکن است یک باز نوکئوتیدی جایگزین باز دیگر شود (مثلاً C به جای T)، و در نتیجه آرایش اصلی ژن را تغییر می دهد و وقتی ریبوزوم این DNA (دی- ان- ای) را به منظور جمع آوری اسیدهای آمینه مناسب برای تولید یک پروتئین موردنظر، می خواند، یکی از این اسیدهای آمینه غلط خواهد بود.
• حذف با الحاق. گاهی اوقات، یک باز نوکلئوتیدی هنگام بازخوانی دی- اِن- اِی از قلم می افتد یا مورد غفلت واقع می شود. گاهی هم یک باز اضافی به زنجیره اسید آمینه افزوده می شود. حاصل این اتفاقات، ایجاد یک زنجیرۀ اسید آمینه متفاوت است.
• تکرار. بخشی از نوار دی- اِی- اِی ممکن است به شکل تصادفی پیش از میزان موردنیاز تکرار شود، که نتیجۀ آن پرورتئینی بیش از اندازه طویل می باشد.

هر کدام از این تغییرات ناچیز ژنی، منجر به تغییراتی عمده در شکل و عملکرد پروتئین می شود که به نوبه خود، شیمی بدن شما را تغییر داده و باعث بیماری می گردد. 

جهش های اکتسابی و وراثتی

چنانچه در طول عمر یک شخص، جهش ژنتیکی روی دهد. به آن جهش اکتسابی می گویند. مثلاً، سرطان پوست اکثراً ناشی از آسیب رسیدن به دی- ان- ای سلول پوست در اثر تشعشع فرابنفش (UVB)B خورشید یا نورهای ویژۀ برنزه کردن پوست، می باشد. جهش اکتسابی معمولاً تنها در یک یا چند سلول مشاهده می شود.اگر جهش ژنی در سلول های تناسلی ایجاد شود یا در هنگام باروری روی داده و بنابراین هنگام تولد در فرد وجود داشته باشد، به آن جهش ارثی گفته می شود. مانند سایر خصیصه های ارثی، جهش ممکن است در یک ژن غالب یا مغلوب بوده، یا روی یک کروموزوم جنسی واقع شود. جهش وراثتی در همۀ سلول های بدن مشاهده خواهد شد.  

جهش ژن غالب

اگر یک جهش ژن غالب را به ارث ببرید، در نهایت دچار آن بیماری خواهید شد، زیرا عملکرد ژن غالب بر ژن مغلوب پیشی می گیرد. به علاوه، هر کدام از فرزندان شما، ۵۰ درصد شانس به ارث بردن ژن غالب  ابتلا به بیماری خواهند داشت.اختلالات ناشی از جهش های ژن غالب را اختلالات اتوزوم غالب می نامند. نمونه این اختلالات، هیپروکلسترولمی خانوادگی است، نوعی بیماری که مشخصه آن افزایش بسیار زیاد سطح کلسترول خون می باشد. 

جهش های ژن مغلوب

بروز یک اختلال ژنتیکی مغلوب نیازمند به ارث رسیدن یک ژن مغلوب از هر دو والد است. چنانچه شما تنها یک ژن مغلوب به ارث ببرید، زن غالب طبیعی که با این ژن جفت شده، با توفق بر خصیصه های ژن مغلوب، مانع از بروز بیماری در شما خواهد شد. با این وجود شما همچنان ناقل جهش ژنی هستید و می توانید آن را به فرزندان خود منتقل کنید. چنانچه ناقل یک جهش ژنی باشید و همسرتان هم ناقل همین ژن باشد، شانس اینکه فرزندان شما هر دو ژن مغلوب را دریافت کرده و دچار بیماری شوند، ۲۵ درصد است. البته پدیدۀ نسبتاً نادری است که دو نفر، که ناقل یک ژن جهش یافته مغلوب هستند با هم ازدواج کنند.    شکل ۳-۱۸٫ اگر یکی از والدین، ناقل یک ژن غالب تغییر یافته (جهش یافته) مثل ژن بیماری هانتینگتون باشد، احتمال اینکه بچه این فرد، صرف نظر از جنسیت، با این متولد شود، ۵۰ درصد است. شکل ۴-۱۸٫ اختلالات مغلوب، مثل فیبروزکیستی، می توانند حتی در صورت عدم ابتلا والدین، در فرزندان مشاهده شوند. در صورت که هر دو والد، ناقل یک ژن تغییر یافته (جهش یافته) باشند، احتمال ابتلا به فرزندان آنها وجود دارد. شانس ابتلا فرزندان به بیماری فیبروزکیستی، صرف نظر از جنس آنها، یک در چهار است. احتمال اینکه ناقل سالم و غیر مبتلا باشند دو در چهار و شانس اینکه نه ناقل باشند نه مبتلا، یک در چهار است. 

سندرم های سرطان خانوادگی

سندرم های سرطان خانوادگی اغلب به صورت اتوزوم غالب به ارث می رسند. این یعنی، اگر یکی از والدین این بیماری را داشته باشد، هر فرزند، ۵۰ درصد شانس به ارث بردن ژن جهش یافته را داردسندرم ارثی سرطان غیرپولیپی روده بزرگ (HNPCC) یک نمونۀ نسبتاً شایع از این سندرم هاست. اعتقاد بر این است که این سندرم مسئول تقریباً ۲ الی ۱۰ درصد همۀ سرطان های روده بزرگ باشد. دیگر سرطان هایی که به وفور در خانواده های HNPCC مشاهده می شوند، عبارتند از: سرطان های آندومتر (لایه داخلی رحم)، حالب، لوزالمعده و تخمدان. وقتی فردی ژن HNPCC را به ارث می برد. خطر ابتلا او به سرطان روده بزرگ در طول عمر حدود ۸۰ درصد است که بسیار بیشتر از خطر ابتلا در افرادی است که ناقل این ژن نمی باشند. بنابراین ژن هایی که باعث بسیاری از سرطان های خانوادگی می شوند، اگرچه به شکل اتوزوم غالب منتقل می شوند، امّا در ۱۰۰ درصد موارد خود را ابراز نمی کنند.  شکل ۵-۱۸٫ برخی از بیماری های ژنتیکی، تنها جنس مذکر را مبتلا می سازند. زنان اگرچه ممکن است ناقل بیماری باشند امّا سالم باقی می مانند. مثلاً، وقتی زوجی دارای فرزند پسری مبتلا به هموفیلی هستند. این یعنی مادر این پسربچه ناقل ژن جهش یافته بوده و پدرش سالم است. پسرهای این خانواده ۵۰ درصد شانس ابتلا به بیماری هموفیلی را دارند و دختران این خانواده هم ۵۰ درصد شانس دارند تا مانند مادر خود، ناقل این ژن بشوند.وقتی برای ایجاد یک بیماری خاص به هر دو ژن از یک جفت ژن احتیاج است. به این حالت اختلال اتوزوم مغلوب گفته می شود. فیبروز کیستی یک ناهنجاری اتوزوم مغلوب است که از اختلال در رونوشت ژن فیبروز کیستی که از هر دو والد به ارث می رسد، نشأت می گیرد. مثال دیگر، نوعی اختلال خونی  موسوم به کم خونی سلول داسی شکل است. 

جهش های کروموزوم جنسی

برخی از جهش هایی که باعث بیماری می شوند تنها در کروموزوم جنسی مؤنث (X) مشاهده می گردند. به این موارد اصطلاحاً اختلالات وابسته به ایکس می گویند. احتمال ابتلاء مردان به این اختلالات بیشتر است، زیرا جنس مذکر تنها یک کروموزوم ایکس (X) دارد. (دیگر کروموزوم جنسی مذکر وای (Y) نام دارد). زنان، از سوی دیگر، دارای دو کروموزوم ایکس می باشند و عموماً عملکرد کروموزوم ایکس سالم بر کروموزوم ایکس جهش یافته تفوق و غلبه پیدا می کند. بنابراین، جنس مؤنث بیشتر ناقل است تا مبتلا. پدر مبتلا به بیماری، ژن جهش یافته را به دختران خود منتقل می کند، اما دختران تقریباً هیچ گاه به این بیماری مبتلا نمی شوند. زیرا همزمان یک کروموزوم ایکس سالمی هم از مادر دریافت می کنند که خصیصه های ژن جهش یافتۀ پدر را تحت الشعاع قرار خواهد داد. بیماری هموفیلی نمونه نسبتاً شایعی از ختلالات وابسته به ایکس است.این الگوهای به ارث رسیدن بیماری، تا حدودی ساده و سر راست به نظر می رسند، اما در دنیای واقعی همه چیز بسیار پیچیده تر از این حرف هاست. تصور کنید گونه ممکن است برخی از افراد چشمان سبز یا عسلی داشته باشند؟ بیماری ها هم به همین طریق منتقل می شوند. افراد مختلف ژن ها را به طرق متفاوتی ابراز می کنند و از همین رو ممکن است یک بیماری را هم به اشکال مختلف ابراز کنند.علت اینکه دو بیمار مبتلا به فیبروزکیستی ممکن است نشانه های متفاوتی داشته باشند یا شدت های یکسانی از این بیماری را تجربه نکنند، همین مسئله است. در بیماری های چند عاملی، تأثیر ژنوم هر فرد و زندگی شخصی او می تواند حتی واضح تر و برجسته تر از این هم باشد. بنابراین اختلالات چند عاملی ممکن است تفاوت چشمگیری از فردی به فرد دیگر داشته باشند. لذا اگرچه دانشندان، امروزه درک و شناخت بهتری از اختلالات ژنتیکی و الگوهای وراثتی دارند، امّا همچنان عوامل بسیاری وجود دارند که هنور کشف نشده اند. 

پرسش و پاسخ

دقت و صحت آزمون ژنتیکی تا چه اندازه است؟

آزمون ژنتیکی، همیشه ۱۰۰ درصد قادر به تشخیص نیست. حتی زمانی که یک آزمون ژنتیکی حاکی است، فردی دارای ژن مربوط به یک اختلال خاص است. همچنین ابهامات زیر در مورد آن باقی است:

• آیا این اختلال حتماً بروز می کند
• چه زمانی نشانه های آن پدیدار می شوند
• چه نشانه هایی اول ظاهر می شوند
• شدت بیماری تا چه اندازه خواهد بود
• پیشرفت بیماری در طول زمان چگونه خواهد بود.